土工试验与测试

土工试验1、液限< 塑限< 缩限2、土中的水分‎为强结合水‎、弱结合水及‎自由水。

3、烘干法测定‎含水量，适用于粘质‎土、粉质土、砂类土和有‎机质土类4、含水量的其‎它测试方法‎：红外线照射‎法、烘干法、实容积法、微波加热法‎、碳化钙气压‎法5、测定密度常‎用的方法有‎：环刀法、蜡封法、灌砂法、灌水法、电动取土法‎6、不能用环刀‎法削的坚硬‎、易碎、含有粗粒，形状不规则‎的土可用蜡‎封法，灌砂法、灌水法一般‎在野外应用‎。

7、环刀法测密‎度步骤：①按工程需要‎取原状土或‎制备所需状‎态的扰动土‎样，整平两端，环刀内壁涂‎一薄层凡士‎林，刀口向下放‎在土样上。

②用修土刀或‎钢丝锯将土‎样上部削成‎略大于环刀‎直径的土样‎，然后将环刀‎垂直下压，边压边削，至土样伸出‎环刀上部为‎止。

削去两端余‎土，使与环刀口‎面齐平，并用剩余土‎样测定含水‎量。

③擦净环刀外‎壁，称环刀与土‎合质量m1‎，准确至0.1g④结果整理：P=（m1-m2）/V其中：m1：环刀与土合‎质量g；m2：环刀质量g‎，V:环刀体积c‎m38、蜡封法测密‎度：此法适用于‎不规则的土‎样（体积不小于‎500 cm3）试验步骤：①用削土刀切‎取体积大于‎30 cm3试件‎，削除试件表‎面的松浮土‎以及尖锐棱‎角，在天平上称‎量，准确至0.01g，取代表性土‎样进行含水‎量测定。

②将石蜡加热‎至刚过熔点‎，用细线系住‎试件浸入石‎蜡中，使试件表面‎覆盖一薄层‎严密的石蜡‎，若试件蜡膜‎上有气泡，需用热针刺‎破气泡，再用石蜡填‎充针孔，涂平孔口。

③待冷却后，将蜡封试件‎在天平上称‎量，准确到0.01g；④用细线将蜡‎封试件置于‎天平一端，使其浸浮在‎盛有蒸馏水‎的烧杯中，注意试件不‎要接触烧杯‎壁，称蜡封件的‎水下质量，准确0.01g，并测量蒸馏‎水的温度。

⑤将蜡封试件‎从水中取出‎，擦干石蜡表‎面水分，在空气中称‎其质量，将其与蜡封‎试件在天平‎上所称质量‎相比，若质量增加‎表示水分进‎入试件中，若浸入水分‎质量超过0‎.03g应重‎做；⑥结果整理：P=m/[( m1— m2)/Pwt-( m1— m)/Pn]9、塑性高表示‎土中胶体粘‎粒含量大，同时也表示‎粘土中可能‎有蒙脱石或‎其他高活性‎的胶体粘粒‎较多。

土工试验样品采集制备与土工原位测试一、土样的采集和存放（一）土样采集1．基本要求（1）桥梁、涵洞、隧道、挡土墙、房屋建筑物的天然地基以及挖方边坡、渠道等，应采取原状土样；（2）填土路基、堤坝、取土坑（场）或只要求土的分类试验者，可采取扰动土样。

2．取样方法（1）取原状土样时，必须保持土样的原状结构及天然含水量，并使土样不受扰动；（2）用钻机取土时，土样直径不得小于10cm ，并使用专门的薄壁取土器；（3）在试坑中或天然地面下挖取原状土时，可用有上、下盖的铁壁取土筒，打开下盖，扣在欲取的土层上，边挖筒周围土，边压土筒至筒内装满土样，然后挖断筒底土层（或左、右摆动即断），取出土筒，翻转削平筒内土样；若周围有空隙，可用原土填满，盖好下盖，密封取土筒；（4）采取扰动土时，应先清除表层土，然后分层用四分法取样；（5）对于盐渍土，一般应分别在0 ～0．05 m 、0．05 ～0．25 m 、0．25 ～0．50 m 、0．50 ～0．75 m 、0．75 ～1．0 m 垂直深度处，分层取样；（6）应测记采样季节、时间和气温。

3．土样数量按下表规定采取4．无论采用什么方法取样，均应填写“取样记录簿”并扯下其一半作为标签，贴在取土筒上（原状土）或放入取土袋内。

同时应在说明栏内用铅笔填写关于取样方法、扰动或原状土、取样方向及取土过程中的现象等情况。

（二）土样包装（1）原状土或需要保持天然含水量的扰动土，在取样之后，应立即密封取土筒，即先用胶布贴封取土筒上的所有缝隙，并贴上标签，用“上、下”字样指示土样层位，然后用纱布包裹，再浇注融蜡，以防水分散失。

（2）密封后的原状土在装箱之前应放于阴凉处，不需保持天然含水量的扰动土，最好风干稍加粉碎后装入袋中。

（3）土样装箱时，应与“取样记录簿”对照清点，无误后再装入，并在记录簿存根上注明装入箱号。

对原状土应按上、下部位将筒立放，木箱中筒间空隙宜以稻（麦）草或软物填紧，以免在运输过程中受震、受冻。

建筑工程地基基础质量检测人员上岗培训（土工试验部分测试题及答案）一、填空题1、土是由 固体颗粒 、 液态水 和 气体 三相组成的。

2、土的含水率、天然密度和土粒比重的室内试验方法分别是烘干法、 环刀法 和 比重瓶法。

3、轻型、重型和超重型圆锥动力触探的指标可分别用 N10 、 N63.5 和 N120 等三个符号表示。

4、土力学中将土的物理状态分为 固态 、 半固态、可塑状态和 流动状态四种状态。

其界限含水率分别是 液限 、塑限和 缩限。

5、岩石单轴抗压强度试验采用的主要仪器和设备应包括 钻石机、锯石机、磨石机、饱和设备、测量平台和 材料试验机。

6、GB/T50266－99中规定岩石单轴抗压强度试验的加荷速率为 0.5-1.0MPa 0.5 。

同一含水状态下，每组试验试件的数量不应少于 33 个。

7、GB50007－2002中将地基岩土分为六大类，分别是岩石、碎石土、 砂土 粘性土 、粉土和 人工填土。

8、塑性指数I P 可作为粘性土的分类标准，I p ＞17的土为 粘土 ，10＜I p ≤17的土为粉质粘土 。

9、粘性土的软硬状态又可根据液性指数划分，据其将粘性土分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑五种不同的状态。

10、土中各个粒组的相对含量可通过颗粒分析试验得到。

对于粒径大于0.075mm 的颗粒可用筛析法测定；对于粒径小于0.075mm 的颗粒则用密度计法或移液管法测定。

11、工程上常用不均匀系数u C 来反映颗粒级配的不均匀程度，把5<u C 的土看作级配均匀，把10>u C 的土看作级配良好。

12、在土的三项比例指标中，三项基本的试验指标是密度、含水率、比重。

它们分别可以采用环刀法、烘干法和比重瓶法测定。

13、工程上按塑性指数的大小对粘性土进行分类，将粘性土分为粘土和粉质粘土两大类。

14、若土体为二相体，则其饱和度0或100。

15、用于控制填土压实质量的指标是压实度。

16、在填土压实时，若填土的含水量小于最优含水量，且二者之差已超过允许值但差值不大，此时，除可采用对土加水措施外，还可采用的措施是增大压实机具的功率。

土力学的常规试验方法一、颗粒分析试验步骤（筛析法）1 . 无凝聚性土的试验（1）根据土的颗粒大小，用四分法按规定取样数量，取代表性风干式样。

（2）将试样过2mm筛，称筛上或筛下的试样质量，筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不做细筛分析；筛上的试样质量小于试样总质量的10%时，不做粗筛分析。

（3）取过2mm筛上的试样倒入依次叠好的粗筛最上层筛中；筛下的试样倒入依次叠好的细筛最上层筛中，进行筛析。

（4）按由上而下的顺序将各筛取下，置于白瓷盘上用手拍叩摇晃，检查各筛，直至筛净为止，筛下的试样应收放入下一级筛内，最后称各级筛上及底盘内试样的质量，应准确至0.1g 。

（5）筛后各级筛上和底盘内试样质量的总和与筛前试样总质量的差值，不得大于试样总质量的1%。

2. 试验结果计算公式及制图(1)小于某粒径的试样质量占总质量的百分数计算至0.1%x B A d m •=X mA m 小于某粒径的试样质量( g )B m 细筛分析时所取试样质量；粗筛分析时所取试样质量（g ）x d 粒径小于2mm 或粒径小于0.075mm 的试样质量占试样总质量的百分数3. 在半对数坐标纸上绘制颗粒大小分布曲线图3.1. 级配指标（1）不均匀系数，计算至0.01 C u =d 60/d 10( 2 )曲率系数，计算至0.01 Cc=d230/( d10* d60)二、界限含水率试验步骤（液、塑限联合测定法）1.采用保持天然含水率的土样制备试样。

无法保持土的天然含水率时，可采用风干土制备试样。

2.采用天然含水率的土样时，应剔除大于00.5mm的颗粒，然后按下沉深度3~5mm、9~11mm及16~18mm制备不同稠度的土膏，静置湿润。

3.采用风干土样时，取过0.5mm筛的代表性试样约200g，分3份，分别放入3个盛土皿中，加入不同数量的纯水，使其分别达到条款2中所述的3种稠度状态，然后放在密封的保湿器中，静置24小时。

4.将制备好的土用调土刀拌均匀，密实的填入试样杯中，用调土刀刮平，将试样杯安放在仪器升降坐上。

土工基本实验土的含水量测试的原理土工基本实验中，测定土的含水量是十分重要的一项实验，它可以反映土壤水分状态，为土方工程提供了必要的参考依据。

因此，本文将从土的含水量测试的原理入手，详细介绍这一重要实验的技术过程。

一、仪器与试剂(1) 清洁干燥的试验容器 (2) 天平 (3) 加热器或烘箱 (4) 小镊子或其他工具 (5) 试剂: 精制乙醚等二、原理通过试验容器的重量，确定装土前的重量(W_{1})，并将其放在加热器或烘箱中干燥一定时间，再次称重，得到装土后的重量(W_{2})，可以求出土壤的干重。

干重: W_{d}=W_{2}-W_{1}将干重的容器依次放入不同比例经过分析的用于吸水的试管中，测定水的重量(w)，即可求得不同含水量下的总重量(W)，并根据下式计算出土的含水量。

含水量: W_{w}=\frac{w}{W_{d}}三、实验步骤(1) 准备重量精确、干净的试验容器。

(2) 称取一定量的土样，放入试验容器中，并记录容器的重量(W_{1})。

(3) 将试验容器中的土样放到加热器或烘箱中进行干燥处理，干燥至不再变重或体积不再缩小为止。

(4) 将烘干后的试验容器取出，用小镊子取出容器底部沉淀的杂质，然后放置至风干并冷却后再次称重，记录容器和干燥后的土样的重量(W_{2})。

(5) 取一定量的精制乙醚等饱和有机溶剂，在蒸发瓶中加热通入，使试样完全浸泡在有机溶剂中，然后将试管盖好，摇晃，使含水量均匀地分布在土中。

(6) 将浸泡后的土样拿出，用过滤纸擦干外表，去除外表的有机溶剂，然后用天平称重，得到含水土的总重量(W)。

(7) 通过计算得出其中水分的重量(w)。

(8) 根据上述公式，计算出土的含水量(W_{w})。

四、注意事项(1) 在称取土样时，要保持准确性，避免取多或取少。

(2) 在放置容器中干燥土样时，要确保温度稳定、温度适宜，避免出现异常的结果。

(3) 在浸泡土样前，要将用于吸吮水分的试管充分烘干，并保证其与样品接触均匀。

2021.2.土工试验和测试1、11 直剪仪，直剪试验测量水平向剪切力、水平位移和试样垂直位移。

根据剪切面的面积，计算出剪切面上的正应力和剪应力，以及确定土的强度包络线。

优点：直剪仪直观、简便、经济。

对于砂土和渗透系数小于的粘性土，能很快得到实验结果。

缺陷：剪切面是认为确定的，试样中的应力和应变不均匀且相当复杂，试样内各点的应力状态及应力路径不同。

在剪切面附近土单元的主应力大小是变化的，方向是旋转的。

1、12 单剪仪，单剪试验它是对直剪仪的改进，它的四周用一系列环形圈代替刚性盒，因而没有明显的应力应变不均匀，试样内所加的应力被认为是纯剪。

注意：其水平面和竖直面都不一定是破坏面。

用处：可用于动静剪切试验。

1、13 环剪仪试样是环状的，剪切沿着圆周方向旋转，所以剪切面的总面积不变，适用于测量大应变后土的残余强度或终极强度。

1、2 侧限压缩试验（单向压缩试验）用途：确定土的应力应变关系曲线，e-p曲线，e为孔隙比，p为竖向压力（kPa）主要用于地基沉降计算的分层总和法中，也可以进行固结试验，确定压缩量与时间的关系，用以确定粘性土的固结系数特点：实验结果只需要一个参数就可以表示（压缩模量或压缩系数）缺陷：侧限压缩试验不能用来揭示土的应力-应变-强度关系的全过程及土体一般的受力变形的特性。

1、3三轴试验优点：（1）可以完整的反映试样受力变形的全过程（2）既可以做强度试验，也可以做应力应变关系试验（3）可以模拟不同工况，进行不同应力路径的试验（4）可以很好的控制排水条件，不排水条件下，可以测试样的超静孔隙水压力（5）三轴试验中试样的应力状态明确，应变测量简单可靠，可以较为容易的判断式样的破坏，操作也比较简单1）HC （hydrostatic pression）：各向等压试验（静水压缩）2）CTC （conventional triaxial pression）：常规三轴试验3）CTE （conventional triaxial extension）：常规三轴伸长试验4）TC（triaxial pression）：三轴压缩试验；TE（triaxial extension）：三轴伸长试验5）RTC（Reduced triaxial pression）：减压的三轴压缩试验6）RTE（Reduced triaxial extension）：减载的三轴伸长试验7）PL（Proportional loading）：等比加载试验1、4 真三轴试验1、5 空心圆柱扭剪试验和方向剪切试验1、6共振柱试验。

论室内土工试验与原位测试在实际工程中的应用土工试验是岩土工程勘察设计中非常重要的一部分，无论是发电厂、变电所、送电线路等这些建设工程项目都与它们赖以存在的岩土体有着密切的关系。

我国地域辽阔，自然地理环境复杂，岩土体的种类繁多，其工程性质也千变万化。

因此，有效的利用土工试验方法提供可靠的岩土性质参数指标对于整个建设项目设计工作都是非常重要的。

土工试验的方法有很多，如室内土工试验、土动力特性试验、原位测试、土工合成材料等，我院目前在岩土勘测设计过程中主要采用室内土工试验和原位测试两种方式。

这两种方式各有优缺点，在实际的工作中是相辅相成的。

1. 两种方式的主要工作手段及其试验目的室内土工试验是对岩土试样进行测试，并获得岩土的物理性指标、力学指标、渗透性指标等的实验工作，从而为工程设计提供参数，是正确评价工程地质条件不可缺少的依据。

目前我院土工试验常采用的室内土工试验方法主要有含水率试验、密度试验、颗粒分析试验、界限含水率试验、击实试验、固结试验、直接剪切试验等。

含水率试验和密度试验的试验成果是计算土的基本物理性质指标依据，是进行其他土工试验的必要条件。

颗粒分析试验是测定土中各种粒组所占该土总质量的百分数的方法，我们目前主要采用两种试验方法筛析法和密度计法，筛析法适用于粒径小于、等于60mm，大于0.075mm的土，试验结果是粗粒土的工程分类的依据；密度计法适用于粒径小于0.075mm的试样，试验结果粉土的粘粒含量百分率是粉土液化初步判别的依据。

界限含水率试验采用的方法是液、塑限联合测定法，试验结果是细粒土的鉴别和工程分类和粘性土状态分类的依据。

室内击实试验是为了确定扰动土在一定的及时功能下干密度随含水率变化的关系曲线，以求得土的最大干密度和最优含水率；了解土的压实特性，为工程设计和现场施工碾压提供土的压实性资料。

固结试验是研究土体一维变形特性的测试方法，它是测定土体在压力作用下的压缩特性，所得的各项指标用以判断土的压缩性和计算土工建筑物与地基的沉降。

第一章土工试验及测试由于土的力学性质的复杂多变，土工试验是土力学中的基本内容，试验土力学成为土力学的一个重要分支。

另一方面，由于现场原状土的结构性，土工问题的诸多影响因素使现场原位测试和工程原型监测成为工程实践中不可缺少的一部分。

广义的土工试验包括室内试验、原位测试、模型试验和原位监测等；从内容上又可分为物理性质试验、力学性质试验和水力学性质试验；也可以从宏观和微观不同尺度进行试验和测试。

本章侧重于土的力学性质试验。

土工试验的不可替代的作用表现在：1.只有通过试验才能揭示土作为一种碎散多相的地质材料的一般的和特有的力学性质。

2.只有对具体土样的试验，才能揭示不同类型、不同产地、不同状态土的不同力学性质，如：非饱和土、区域性土、人工复合土等。

3.试验是确定各种理论参数的基本手段。

4.试验是验证各种理论的正确性及实用性的主要手段。

5.足尺试验、模型试验可以验证土力学理论与数值计算结果的合理性；也是认识和解决实际工程问题的重要手段。

6.原位测试、原位监测直接为土木工程服务。

同时是数值计算的反算和实现信息化施工的依据。

所以，土力学的研究和土工实践从来不能脱离土工实验工作，它是人们深入认识土的性状和发展完善理论和计算方法的正确途径。

1.1室内试验1.1.1直剪试验、单剪试验和环剪试验早期的土力学研究及解决与土有关的工程问题是将土的强度问题和变形问题分开考虑的。

相应的试验仪器是直剪仪和侧限压缩仪。

直剪仪是土力学中最古老的仪器之一，200多年前，库仑（Coulomb）就用它进行土的强度试验，建立了土强度的库仑公式。

其示意图见图1.1.1（a）。

其试验设备和原理十分简单：试样放在剪切盒中，它在一水平面上被分为上、下盒，一半固定，另一半或推或拉以产生水平位移。

上部通过刚性加载帽施加正的竖向荷载P。

试验过程中竖向荷载一般不变，可量测水平向剪切荷载、水平位（a）仪器简图（b）剪切面处土应力状态变化图1.1.1 直剪试验移和试样垂直变形。